基于相位恢復的LCoS相干光調制.pdf

1、純相位空間光調制器近年來在光學圖像處理，數(shù)據(jù)編譯碼，激光整形，光學鑷子等諸多領域內得到了廣泛的應用。在顯示技術領域內，它通過改變入射光相位的方式來調制成像平面的振幅，相比傳統(tǒng)液晶顯示器的光強調制方式，它具有兩個顯著的優(yōu)點：一是隱藏壞像素點的誤差，通過衍射將壞像素點的影響分散至整個成像平面從而將誤差降低到最??；二是極高的光學效率，由于只對入射光相位產(chǎn)生調制，沒有反射或吸收，入射光被完全用于圖像的顯示，理論上光利用效率達到100％。

2、　　 但在實際器件中，由于液晶分子非理想的偏轉特性使得器件仍然存在較弱的光強調制，同時相位灰階的離散化過程存在非線性調制特性，都對成像質量產(chǎn)生影響。本文研究了純相位空間光調制器的光強和相位調制特性，通過模擬仿真發(fā)現(xiàn)器件的光強調制和相位灰階的非線性程度對圖像質量造成很大的影響，RMS（Root Mean Square，均方根）誤差高達24％以上。
　　 針對純相位空間光調制器，本文對多種相位恢復算法，包括一階玻恩近似法和光強傳播

3、法等直接計算方法，以及GS（Gerchberg-Saxton）、Fienup、Fidoc等間接迭代方法進行了比較研究。通過算法模擬仿真發(fā)現(xiàn)，GS迭代法理論簡單，更具有通用性。在此基礎上，在GS迭代過程中引入了光強調制補償，利用算法本身的收斂特性消除了光強調制產(chǎn)生的誤差，并進一步通過相位調制誤差優(yōu)化處理算法，將RMS誤差下降至7％，得到了良好的顯示效果。最后本論文在純相位光學實驗平臺上，對相關算法進行了驗證，并實現(xiàn)了二維視頻圖像顯示，消除